夜晚的星空中究竟有多少顆星星?

2020-11-15 科學探索菌

天上星,一閃一閃亮晶晶。天氣晴朗的夏季夜晚,你是否有數過天上的繁星。天上繁星點點,那麼星空中究竟有多少顆星星呢?

今天我們要說的是在地球表面人眼所能夠看到的星空中星星的數量。其實白天有時也可以看到幾顆星星,除了月亮和少數幾顆星星,絕大多數的星光都被太陽的光芒掩蓋了。此外,天空中的星星雖然都在動,地球也在公轉,太陽也在繞著銀河系中心旋轉,但由於星星的本體之間距離十分遙遠,星空的樣子幾千上萬年也不會有多大變化。

●夜空中每顆星星的亮度是不同的

飛岀地球進入太空,視野更加開闊,會發現宇宙中的星星真的是比牛毛還多,由於距離我們十分遙遠,因此看上去就是點光源。

在地表,由於大氣擾動的影響,星光總是一閃一閃的,一眼望去,感覺滿天都是繁星。其實,夜空中每顆星星都具有不同的亮度。為此,天文學家發明了星等這個概念,對星星(天體)的亮度進行定量描述。

溫度有攝氏溫度、華氏溫度等,類似的,由於基準劃分的不同,星等也分多種類型,這裡只介紹目視星等和絕對星等這兩個概念。

簡單來說,視星等就是正常成年人裸眼看到的天體視亮度,視星等同除了與天體的實際亮度有關,還與天體和觀測者的距離有關。而絕對星等是把天體放在32.6光年(10秒差距)遠的地方所觀測到的視星等,絕對星等只能描述自發光的天體,比如太陽,像月亮這種反射其它天體的光的天體是沒有絕對星等的。在晴朗的天氣狀況下,滿月時的視星等為-13,而正午太陽的視星等為-27。不特殊說明時,星等一般就是指視星等。

星等的數值越大,星星就越暗淡。星等每相差一級,亮度相差2.512倍,也就是說每相差五等,亮度相差100倍。

●在地表肉眼可以看到多少顆星星?

根據測算,在天氣晴朗、大氣透光率很好的情況下,視力正常的成年人能夠看到的最暗的星星,他的星等為6。如今,隨著光汙染和空氣汙染加重,一般只能看見5星等以下的星星,而城市只能看見一些比較明亮的星星。

地球自西向東自轉,因此地球上的星空按南北半球分,忽略距離關係,這些星星都分布在一個假想的天球上。通過長期的觀測,天文學家將這些星星在天球上的分布繪製成了星圖,並為每顆星星賦予了唯一的名字。根據天文學家的統計,南北半球星空中的星星有6000多顆。

(上圖為星空圖)

除了月亮,天空中最亮的星星就是金星了,金星是距離地球最近的天體,其本身的反光率也很高,晴朗夜空中金星的視星等可達-4.5。

我們在地球表面能夠看到多少星星,取決於所在的地理位置和天氣情況,還有人的視力。在地形及天氣的影響下,一般能在夜晚的星空中看到2000多顆星星就很不錯了。想要看到更多的星星,就只能使用天文望遠鏡了。以哈勃望遠鏡為例,它能夠拍到27星等的天體。

●星空的劃分和星星的分類

星空的劃分

星空一直是最神秘的地方之一,古時侯就有觀星象預言天下大勢之說,還將人的命運與天上的星星聯繫在一起。我國古代天文學家將黃道附近的星空分為二十八個區域,名為二十八星宿,東西南北各七宿;將北天極周圍的區域分為三垣。

在現代天文學中,我們採用的是星座的概念,他最早源於古希臘。國際天文學聯合會將全天分為88個星座,每個星座佔具了天球上的一個區域,由若干顆星星構成,通常以動物或器物的名字命名,比如大犬座、寶瓶座等。

根據星座在天球上的分布情況,天文學家又將整個天區劃分成五大區域,即北天拱極星座(5個)、北天星座(19個)、黃道十二星座、赤道帶星座(10個)、南天星座(42個),大家最為熟悉的可能就是黃道十二星座了。

(上圖為黃道十二星座)

星星的分類

天上的星星不是寶石,也不是明珠,而是一個個真實存在的天體。

天文觀測表明,我們在夜晚的星空中所看到的星星,絕大多數都是恆星。距離我們最近的恆星是比鄰星,距離地球大約4.2光年,但比鄰星是紅矮星,亮度較弱,視星等為11,而一般視星等大於6的星星肉眼是看不見的。在所有恆星中,天狼星是夜空中最亮的一顆恆星,視星等為-2,距離地球8.6光年。

(上圖為位於大犬座的天狼星)

除了恆星,在地球表面人類肉眼可見的天體還有太陽系的各類天體,主要是五大行星以及彗星,它們反射的都是太陽光。有時人造衛星等太空飛行器也會反射太陽光,在天空中宛如星星。五大行星中,水星並不能經常看見,最亮的當屬金星。

如下圖所示,我們在夜空中看到的星星,大致上分布在距離地球周圍1000光年的範圍內。而太陽所在的銀河系的半徑至少有10萬光年,與太陽同屬恆星的星體就有上千億個。如果銀河系中某顆遙遠的恆星發生超新星爆發,其亮度發生爆炸性增長,就能夠被地面的人類通過肉眼觀測到。

在夜空中我們還能看到三個星系,它們是仙女座星系和大小麥哲倫星雲。仙女座星系距離地球250萬光年,視星等為3.4,是公認的人類裸眼所能看見的最遙遠的天體,是人類在北半球肉眼可以看見的唯一星系。仙女座星系距離地球這麼遙遠,人類之所以能夠裸眼看見它,是因為它是本星系群中最大的星系,比銀河系還要大。大小麥哲倫星雲是位於銀河系周圍的伴星系,大的距離地球大約16萬光年,而小的距離地球大約20萬光年,它倆只能在南半球的星空中才能看見。

此外,在某些條件優異的情況下,南半球的星空中還可以裸眼看到一個距離地球大約300萬光年的星系,名叫三角座星系。

天上的星星雖然很美,但距離我們都十分遙遠,通過先進的天文觀測設備,人類已經能夠觀測到130億光年外的天體發出的光。

●結語

綜上所述,天上的星星雖然很多,但還是數得清的,人類憑藉肉眼在地球表面總共可以觀測到6000多顆星星,而且這一結果在短時間內通常不會發生改變。

科學就是這樣,對於一個問題,總是喜歡打破砂鍋問到底,通常使用定量和定性的方法進行分析研究。

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